【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于高分子合成，具体涉及一种极性乙烯基单体及其活性聚合方法和催化剂。
技术介绍
1、极性乙烯基单体聚合物在日常生活中具有广泛的用途，聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)是其中的代表性聚合物。pmma俗称有机玻璃，广泛应用于仪器仪表零件、光学镜片、光刻胶、建筑和航天等领域。pmma廉价易加工，可作为传统玻璃的替代品，并且具有其他独特的性质：(1)pmma(1.15～1.19g/cm3)具有比玻璃(2.4～2.8g/cm3)更低的密度；(2)pmma的透光率高达92％，而普通玻璃的透光率最高仅82％；(3)力学性能方面，pmma的强度较高，抗拉伸和抗冲击的能力比普通玻璃强7～8倍。此外热塑性pmma弹性体还可作为热塑性聚苯乙烯弹性体的替代品，以克服热塑性聚苯乙烯弹性体本身由于其聚合链段中含有不饱和双键而容易被氧化的缺陷。
2、现有技术中，lewis酸碱对聚合(lpp)方法是一种具有发展前景的活性可控聚合方法，能够实现极性乙烯基单体的嵌段共聚。cn108264593b公开了一种基于受阻lewis酸碱对(flp)催化极性乙烯基单体聚合的方法：在有机溶剂中，以极性乙烯基单体为原料，在lewis酸和lewis碱的协同作用下进行共轭加成反应，其技术方案中，所采用的lewis碱为氮杂环烯烃类化合物，合成步骤复杂。cn112961268a公开了一种基于双官能团膦碱的flp催化合成可再生tpes的方法：在有机溶剂中，以极性乙烯基单体为原料，在lewis酸和lewis碱的协同作用下进行共轭加成反应，所采用的lewis碱为双官能团膦碱类化
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种克服现有技术缺陷，提供一种极性乙烯基单体活性聚合的催化剂，其中的各个组分原料易得及合成工艺简单且成本低、引发效率高且能够用于催化多种极性乙烯基单体的活性聚合。
2、本专利技术的另一目的在于，提供一种通过上述催化剂进行催化的极性乙烯基单体的活性聚合方法，反应可控、聚合过程不存在链转移与链终止和“回咬”等副反应。
3、本专利技术的再一目的在于，提供一种极性乙烯基单体聚合物，分子量分布较窄且不含有金属残留。
4、本专利技术的技术方案如下：
5、一种极性乙烯基单体活性聚合反应的催化剂，包括当量比为0.5-50：1的lewis酸和lewis碱；
6、其中，lewis碱为膦碱类化合物，结构式为r1为芳基、c1-5烷基或c1-5烷氧基，r2为硫、氧、亚胺基、烷基或芳基；
7、lewis酸为非金属硼基化合物，结构式为r4选自烷基、卤素、芳基、芳氧基，r3选自烷基、卤素、芳基、芳氧基或者两个r3相连形成环烷基。
8、在一个优选的实施方式中，lewis酸和lewis碱的当量比为1-5：1。
9、在一个优选的实施方式中，膦碱类化合物为中的至少一种。
10、在一个优选的实施方式中，非金属硼基化合物为
11、中的至少一种。
12、一种极性乙烯基单体的活性聚合方法，使用上述催化剂对极性乙烯基单体进行催化，活性聚合方法包括如下步骤：
13、(1)在无水无氧的反应体系中加入lewis酸、一部分有机溶剂和极性乙烯基单体，得到活化单体溶液；
14、(2)将lewis碱溶解于剩余的有机溶剂中，得到lewis碱溶液；
15、(3)将lewis碱溶液加入活化单体溶液中，在-78℃～78℃下进行聚合反应，得到具有聚合活性的极性乙烯基单体聚合物；
16、(4)对具有聚合活性的极性乙烯基单体聚合物进行淬灭操作，得到极性乙烯基单体聚合物。
17、在一个优选的实施方式中，极性乙烯基单体、lewis酸和lewis碱的当量比为50-3200：0.5-50：1。
18、在一个优选的实施方式中，聚合反应的反应时间为10s-120h。
19、在一个优选的实施方式中，极性乙烯基单体为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸苄基酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、丙烯酸正丁酯、n,n-二甲基丙烯酰胺、n,n-二乙基丙烯酰胺、n,n-二甲基甲基丙烯酰胺、n,n-二乙基甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸乙烯酯、甲基丙烯酸烯丙酯、甲基丙烯酸糠酯、山梨酸甲酯、山梨酸乙酯、α-亚甲基-γ-丁内酯、α-亚甲基-γ-戊内酯、2-乙烯基吡啶、4-乙烯基吡啶中的至少一种。
20、在一个优选的实施方式中，步骤(4)中的淬灭操作为，向具有聚合活性的极性乙烯基单体聚合物中加入盐酸酸化的甲醇。
21、在一个优选的实施方式中，有机溶剂为甲苯、二氯甲烷、四氢呋喃和氟苯中的至少一种。
22、一种极性乙烯基单体聚合物，由极性乙烯基单体通过活性聚合得到；
23、其中，活性聚合的催化剂为上述的极性乙烯基单体活性聚合反应的催化剂；
24、极性乙烯基单体为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸苄基酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、丙烯酸正丁酯、n,n-二甲基丙烯酰胺、n,n-二乙基丙烯酰胺、n,n-二甲基甲基丙烯酰胺、n,n-二乙基甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸乙烯酯、甲基丙烯酸烯丙酯、甲基丙烯酸糠酯、山梨酸甲酯、山梨酸乙酯、α-亚甲基-γ-丁内酯、α-亚甲基-γ-戊内酯、2-乙烯基吡啶、4-乙烯基吡啶中的至少一种。
25、综上，本专利技术以一系列具有特定结构的五配位的膦碱类化合物为lewis碱，与各种可与其产生协同作用的非金属硼基lewis酸构成lewis酸碱对作为极性乙烯基单体活性聚合的催化剂，能够激发极性乙烯基单体的的活性并控制极性乙烯基单体进行活性聚合，具有如下有益效果：
26、1.本专利技术提供了一种新的lewis酸碱对作为极性乙烯基单体活性聚合的催化剂，使用的lewis酸为非金属硼基化合物，绿色环保，产物中无金属残留。本专利技术提供的催化剂制备简单、成本较低、引发效率高且能够催化多种极性乙烯基单体进行链延伸和嵌段共聚，具有较强的普适性。
27、2.本专利技术提供的活性聚合方法操作简单，反应条件温和，在常温常压下即可实现活性聚合，反应时间适中，可控性好，适用于工业生产。
28、3.本专利技术提供的极性乙烯基单体聚合物分子量分布窄且无金属残留。
29、4.本专利技术使用的lewis碱的原料廉价易得且合成本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种极性乙烯基单体活性聚合的催化剂，其特征在于，包括当量比为0.5-50：1的Lewis酸和Lewis碱；
2.如权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述Lewis酸和所述Lewis碱的当量比为1-5：1。
3.如权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述膦碱类化合物为中的至少一种。
4.如权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述非金属硼基化合物为
5.一种极性乙烯基单体的活性聚合方法，其特征在于，使用权利要求1-4中任意一项所述的催化剂对极性乙烯基单体进行催化，所述活性聚合方法包括如下步骤：
6.如权利要求5所述的活性聚合方法，其特征在于，所述极性乙烯基单体、所述Lewis酸和所述Lewis碱的当量比为50-5000：0.5-50：1。
7.如权利要求5所述的活性聚合方法，其特征在于，所述聚合反应的反应时间为10s-120h。
8.如权利要求5所述的活性聚合方法，其特征在于，所述极性乙烯基单体为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸苄基酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、丙烯酸正丁酯、
9.如权利要求5所述的活性聚合方法，其特征在于，所述有机溶剂为甲苯、二氯甲烷、四氢呋喃和氟苯中的至少一种。
10.一种极性乙烯基单体聚合物，其特征在于，由极性乙烯基单体通过活性聚合得到；
...【技术特征摘要】
1.一种极性乙烯基单体活性聚合的催化剂，其特征在于，包括当量比为0.5-50：1的lewis酸和lewis碱；
2.如权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述lewis酸和所述lewis碱的当量比为1-5：1。
3.如权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述膦碱类化合物为中的至少一种。
4.如权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述非金属硼基化合物为
5.一种极性乙烯基单体的活性聚合方法，其特征在于，使用权利要求1-4中任意一项所述的催化剂对极性乙烯基单体进行催化，所述活性聚合方法包括如下步骤：
6.如权利要求5所述的活性聚合方法，其特征在于，所述极性乙烯基单体、所述lewis酸和所述lewis碱的当量比为50-5000：0.5-50：1。
7.如权利要求5所...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱红平，李林才，邹昊宇，张越涛，赵武超，江巧珠，
申请(专利权)人：厦门大学，
类型：发明
国别省市：
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